HashMap原理学习

HashMap的数据结构

　　数据+链表的形式======》jdk1.8  红黑树

 　　

　

在链表的长度大于8的时候，链表会转换成红黑树（好处：红黑树的深度比较浅，遍历快）

单向链表，源码的表示：

　　

数组，源码的表示：（transient关键字意思为该数组不参与序列化）

　

 数组的默认大小，源码表示：

　　

 数组的最大值，源码表示：

　　

数组的大小可能不够用，当数组用到16时，对数组进行扩大，用16乘于该变量为对数组的扩大的标准

　　

 　　记录数组的大小，对它是否做扩展

链表的上限，源码表示：也就是说到达该上限就由链表转变成红黑树

　　

（1）数组原本的位置为空

（2）数组原本的位置不为空，且下面是链表结构

　　

（3）数组原本的位置不为空，且下面是红黑树结构

 hash的算法：

 n-1(15)&hash  《========》 hash%n(16)   ======>0-15

“与”运算：运算规则：0&0=0;0&1=0;1&0=0;1&1=1;

源码分析：

  public V put(K key, V value) {
        return putVal(hash(key), key, value, false, true);
    }

    /**
     * Implements Map.put and related methods
     *
     * @param hash hash for key
     * @param key the key
     * @param value the value to put
     * @param onlyIfAbsent if true, don't change existing value
     * @param evict if false, the table is in creation mode.
     * @return previous value, or null if none
     */
    final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
　　　　　//初始化数组
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
　　　　　//计算存储的索引位置，如果没有元素，直接赋值
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
            Node<K,V> e; K k;
　　　　　　　//覆盖旧值
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
　　　　　　　//判断是不是红黑树
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
　　　　　　　　　　　　　　//判断是否转成红黑树
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;
　　　　　//记录数组长度
        if (++size > threshold)
　　　　　　　//对数组扩容
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

　　

面试题：

• HashMap的原理，内部数据结构？
  • 底层使用哈希表（数组+链表），当链表过长，则转换为红黑树，时间复杂度为O(logn)
• HashMap的put过程？
  • 对key求hash值，然后在计算下标
  • 如果没有碰撞，则直接放入桶
  • 如果碰撞，以链表的方式链接到后面如果链表长过阀值（TREEIFY_THRESHOLD == 8），就转换成红黑树
  • 如果节点已经存在则替换旧值
  • 如果桶满了（容量+加载因子），就扩容
• HashMap中hash函数怎么实现的，还有那些的实现方式
  • 高16位不变，低16位和高16位做异或
  • （n-1）&hash=====>得到下标

• HashMap怎样解决冲突，怎样扩容，如果一个值在原数组中，现在移动的新数组，位置肯定改变了，那是怎么定位到在这个新值数组中的位置
  • 将新节点加到链表后
  • 容量扩充为原来的两倍，然后对每个节点重新计算哈希值
  • 这个值只可能在两个地方，一个是原下标的位置，另一个是在下标为《原下标+原容量》的位置
• HashMap，hash冲突有哪些解决方法
  • 开放定址，链地址法

推荐文章：https://blog.csdn.net/qq_41345773/article/details/92066554